УДК: 535.514.2

Формирование цилиндрических пучков света с аксиально-симметричным распределением поляризации с использованием светоизлучающего планарного волновода на основе карбида кремния

Медведев А.В., Дукин А.А., Феоктистов Н.А., Голубев В.Г.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Медведев А.В., Дукин А.А., Феоктистов Н.А., Голубев В.Г. Формирование цилиндрических пучков света с аксиально-симметричным распределением поляризации с использованием светоизлучающего планарного волновода на основе карбида кремния // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 9. С. 3–9.

Medvedev A.V., Dukin A.A., Feoktistov N.A., Golubev V.G. Forming cylindrical light beams with axially symmetric polarization distribution by using a light-emitting silicon-carbide-based planar waveguide [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2016. V. 83. № 9. P. 3–9.

Ссылка на англоязычную версию:

A. V. Medvedev, A. A. Dukin, N. A. Feoktistov, and V. G. Golubev, "Forming cylindrical light beams with axially symmetric polarization distribution by using a light-emitting silicon-carbide-based planar waveguide," Journal of Optical Technology. 83(9), 513-517 (2016). https://doi.org/10.1364/JOT.83.000513

Аннотация:

Методом плазмохимического газофазного осаждения изготовлен люминесцентный асимметричный планарный волновод на основе пленки аморфного карбида кремния микронной толщины, нанесенной на круглую кварцевую подложку с прозрачной цилиндрической боковой поверхностью. В асимметричном планарном волноводе при возбуждении фотолюминесценции в спектрах излучения с боковой поверхности подложки зарегистрированы пики линейно (P и S) поляризованного излучения, обусловленные излучением в модах утечки планарного волновода. Сферическое зеркало преобразовывало излучение, выходящее с боковой поверхности подложки образца, помещенного в центр зеркала, в цилиндрический пучок света. Исследованы спектры P- и S-поляризованного излучения в разных точках сечения цилиндрического пучка. Показано, что цилиндрический пучок обладает радиальной и азимутальной поляризациями.

Ключевые слова:

планарный волновод, спектр мод, фотолюминесценция, поляризация, моды утечки, цилиндрические пучки, радиальная поляризация, азимутальная поляризация

Коды OCIS: 230.7390, 030.4070 130.5440, 250.5230 130.5440

Список источников:

1. Zhan Q. Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications // Adv. Opt. Phot. 2009. V. 1. № 1. P. 1–57.
2. Oron R., Blit Sh., Davidson N., Friesem A., Bomson S., Hasman E. The formation of laser beams with pure azimuthal or radial polarization // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 77. № 21. P. 3322–3324.
3. Kozawa Y., Sato Sh. Generation of a radially polarized laser beam by use of a conical Brewster prism // Opt. Lett. 2005. V. 30. № 22. P. 3063–3065.
4. Scelton S.E., Sergides M., Saija R., Iati M.A., Marago O.M., Jones P.H. Trapping volume control in optical tweezers using cylindrical vector beams // Opt. Lett. 2013. V. 38. № 1. P. 28–29.
5. Hennemann L.E., Kolloch A., Kern A., Mihaljevic J., Boneberg J., Leiderer P., Meixner A.J., Zhang Dai. Assessing the plasmonics of gold nano-triangles with higher order laser modes // Beilstein J. Nanotechnol. 2012. V. 3. № 1. P. 674–683.
6. Dorn R., Quabis S., Leuchs G. Sharper focus for a radially polarized light beam // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. № 23. P. 233901-1–233901-4.
7. Quabis S., Dorn R., Eberler M., Glökl O., Leuchs G. Focusing light to a tighter spot // Opt. Commun. 2000. V. 179. № 1–6. P. 1–7.
8. Zhan Q., Leger J.R. Focus shaping using cylindrical vector beams // Opt. Exp. 2002. V. 10. № 7. P. 324–331.

9. Biss D.P., Brown T.G. Polarization-vortex-driven second-harmonic generation // Opt. Lett. 2003. V. 28. № 11. P. 923–925.
10. Bautista G., Huttunen M.J., Kontio J.M., Simonen J., Kauranen M. Third- and second-harmonic generation microscopy of individual metal nanocones using cylindrical vector beams // Opt. Exp. 2013. V. 21. № 19. P. 21918–21923.
11. Biss D.P., Youngworth K.S., Brown T.G. Dark-field imaging with cylindrical-vector beams // Appl. Opt. 2006. V. 45. № 3. P. 470–479.
12. Ellenbogen T., Wang D., Crozier K.B. Generation of quasi-coherent cylindrical vector beams by leaky mirrorless laser // Opt. Exp. 2012. V. 20. № 27. P. 28862–28870.
13. Valenta J., Ostatnicky T., Pelant I., Elliman R.G., Linnros J., Honerlage B. Microcavity-like leaky mode emission from a planar optical waveguide made of luminescent silicon nanocrystals // J. Appl. Phys. 2004. V. 96. № 9. P. 5221–5225.
14. Luterova K., Skopalova E., Pelant I., Rejman M., Ostatnicky T., Valenta J. Active planar optical waveguides with silicon nanocrystals: Leaky modes under different ambient conditions // J. Appl. Phys. 2006. V. 100. № 7. P. 074307-1–074307-4.
15. Penzkofer A., Holzer W., Tillmann H., Hörhold H.H. Leaky-mode emission of luminescent thin films on transparent substrates // Opt. Commun. 2004. V. 229. № 1–6. P. 279–290.
16. Yokoyama D., Moriwake M., Adachi Ch. Spectrally narrow emissions at cutoff wavelength from edges of optically and electrically pumped anisotropic organic films // J. Appl. Phys. 2008. V. 103. № 12. P. 123104-1–123104-13.
17. Blinov L.M., Cipparrone G., Pagliusi P., Lazarev V.V., Palto S.P. Mirrorless lasing from nematic liquid crystals in the plane waveguide geometry without refractive index or gain modulation // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. P. 031114-1–031114-3.
18. Ma T., Xu J., Chen K., Du J., Li W. Full color light emission from amorphous SiCx:H with organic-inorganic structures // J. Appl. Phys. 2000. V. 88. № 11. P. 6408–6412.
19. Sussmann R.S., Ogden R. Photoluminescence and optical properties of plasma-deposited amorphous Si xC1–x alloys // Phyl. Mag. Part B. 1981. V. 44. № 1. P. 137–158.
20. Tawada Y., Tsuge K., Kondo M., Okamoto H., Hamakawa Y. Properties and structure of a-SiC:H for high efficiency a-Si solar cell // J. Appl. Phys. 1982. V. 53. № 7. P. 5273–5281.
21. Summonte C., Rizzoli R., Bianconi M., Desalvo A., Iencinella D., Giorgis F. Wide band-gap silicon-carbon alloys deposited by very high frequency plasma enhanced chemical vapor deposition // J. Appl. Phys. 2004. V. 96. № 7. P. 3987–3997.
22. Медведев А.В., Феоктистов Н.А., Грудинкин С.А., Дукин А.А., Голубев В.Г. Планарные светоизлучающие микрорезонаторы на основе гидрогенизированного аморфного карбида кремния // ФТП. 2014. Т. 48. № 10. С. 1409–1415.
23. Chen D., Xu J., Qian B., Chen S., Mei J., Li W., Xu L., Chen K. Luminescence behavior from amorphous siliconcarbide film-based optical microcavities // Mater. Chem. Phys. 2008. V. 111. № 2–3. P. 279–282.
24. Dukin A.A., Feoktistov N.A., Golubev V.G., Medvedev A.V., Pevtsov A.B., Sel’kin A.V. Polarization splitting of optical resonant modes in a-Si:H/a-SiOx:H microcavities // Phys. Rev. E. 2003. V. 67. № 4. P. 046602-1–046602-7.
25. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир, 1987. 308 c.
26. Голубев В.Г., Медведев А.В., Певцов А.Б., Селькин А.В., Феоктистов Н.А. Фотолюминесценция тонких пленок аморфно-нанокристаллического кремния // ФТТ. 1999. Т. 41. № 1. С. 153–158.
27. Васильев В.А., Волков А.С., Мусабеков Е., Теруков Е.И., Челноков В.Е., Чернышев С.В., Шерняков Ю.М. Фотолюминесценция аморфных пленок а-Si1–xCx:H // ФТП. 1990. Т. 24. № 4. С. 710–716.